Avaliação Comportamental do Envelhecimento Rato Sistema Vestibular

Summary

Controlo do motor e desempenho da balança são conhecidos por se deteriorar com a idade. Este artigo apresenta uma série de testes comportamentais não invasivos padrão com a adição de um estímulo rotativo simples de desafiar o sistema e mostrar vestibulares mudanças no desempenho do equilíbrio em um modelo murino de envelhecimento.

Abstract

Declínio relativo à idade no desempenho da balança está associada à deterioração da força muscular, coordenação motora e função vestibular. Embora uma série de estudos mostram mudanças no equilíbrio fenótipo com a idade em roedores, muito poucos isolar a contribuição vestibular para equilibrar tanto sob condições normais ou durante a senescência. Usamos dois testes comportamentais padronizados para caracterizar o desempenho do equilíbrio de ratos em pontos etárias definidas ao longo da vida: o teste rotarod eo teste trave inclinada. É importante ressaltar, porém, um rotor personalizado construído também é usado para estimular o sistema vestibular de ratos (sem indução de sinais evidentes de doença de movimento). Estes dois ensaios foram utilizados para mostrar que as mudanças no vestibular desempenho de equilíbrio mediada estão presentes ao longo da vida de murino. Os resultados preliminares revelam que tanto o teste rotarod e o teste de feixe de equilíbrio modificada pode ser utilizada para identificar alterações no desempenho do equilíbrio durante o envelhecimento como uma alternativa a mais dificuldades encontradastécnicas ult e invasivos, como medições vestíbulo-ocular (RVO).

Introduction

Nosso senso de equilíbrio é, talvez, um dos componentes vitais ainda mais negligenciados do mesmo as atividades motoras mais básicas, incluindo caminhadas e de viragem. O equilíbrio é influenciado por inúmeros fatores, incluindo a força muscular, coordenação motora e função vestibular, e é apenas na presença de neuropatias vestibular ou durante o envelhecimento normal que a importância de um sistema de equilíbrio em pleno funcionamento é apreciado. Distúrbios do sistema vestibular são frequentemente associados com experiências de vertigem ou tontura e desequilíbrio, resultando em um aumento do risco de quedas e lesões subseqüentes ^1. Isto é particularmente crítico em populações mais antigos, onde as quedas são uma das principais causas de lesão ^2.

Testes de função vestibular são geralmente baseados nos reflexos vestibulares, em particular, o vestíbulo-ocular (VOR) ou do reflexo vestibulo-collic (VCR). O VOR e VCR são essenciais para a estabilização de imagens ema posição de retina e da cabeça durante os movimentos da cabeça e do corpo, respectivamente. Comumente, as medições VOR requer implantação invasivo de bobinas de pesquisa para medir os movimentos dos olhos ou monitoramento de vídeo de movimento dos olhos ^3. Este é um desafio em camundongos devido ao pequeno natureza do olho do rato e da dificuldade em detectar o aluno para a análise de vídeo ^3. Como alternativa, o VCR tem sido utilizado para medir a estabilização da cabeça em resposta aos movimentos do corpo em ratos sem a necessidade de cirurgia invasiva ^4. Apesar disso, poucos estudos incidem especificamente sobre como o sistema vestibular funciona como um todo, e mais importante, como ele muda durante o envelhecimento.

Para avaliar o desempenho geral do equilíbrio de forma simples e não invasiva modificamos dois testes comportamentais comumente usados. Os testes dos balanceiros rotarod e inclinadas avaliar diferentes aspectos do desempenho do motor em roedores e em estudos anteriores tenham sido usados ​​de uma bateria de testes para adquirir uma completaperfil de capacidade motora. Esta capacidade pode ser afetada por uma doença ou modificação genética, e também é sensível aos processos associados com o desenvolvimento normal e envelhecimento ^5-7. Trabalhos anteriores usando o rotarod mostrou que a coordenação motora em ratos diminui após 3 meses de idade ^8. Além disso, os ratos apresentam déficit de equilíbrio visíveis com o aumento da idade no teste trave de equilíbrio ^9.

Este artigo descreve o uso dos testes rotarod e feixe de equilíbrio em conjunto com um estímulo vestibular, a fim de desafiar o sistema vestibular e caracterizar o impacto sobre o desempenho subseqüente equilíbrio em jovens e mais velhos ratos. Enquanto os métodos simples e não invasivos descritos não são concebidos como medidas independentes da função vestibular periférica, eles não fornecem uma medida comportamental útil e simples para comparar as alterações celulares e subcelulares em vários estágios de processamento vestibular durante o envelhecimento normal em camundongos.

Protocol

1. Animais Ratos (C57/BL6) de idades de 1, 9 e 13 meses de idade foram obtidos a partir do Centro de Recursos Animais (Perth, Austrália). Estes ratos foram alojados em gaiolas de rato padrão na instalação Bosch Roedor na Universidade de Sydney em um ciclo claro / escuro 12/12 horas de luz com acesso a comida e água ad libitum. Os procedimentos descritos a seguir foram aprovados pelo Comitê de Ética da Universidade de Sydney animal. Traga gaiolas de rato para a sala de teste antes de …

Representative Results

Rotarod O desempenho motor de ratos foi descrito como o tempo para cair (TTF) registrados para cada mouse sobre 8 ensaios. Utilizando estas medições de TTF, curvas de formação para cada rato pode ser traçada. Figura 2 mostra exemplos de o desempenho do motor de um rato 1 mês de idade e um rato 9 meses de idade, ao longo de 8 ensaios. Estas curvas mostram um aumento de formação de TTF durante os primeiros ensaios 3-5, seguido por um patamar subsequente. Medidas de TTF gr…

Discussion

Etapas críticas dentro do Protocolo

Os trabalhos anteriores mostraram que é fácil entrar em overtraining camundongos, tanto no rotarod e aparelhos trave de equilíbrio e, como conseqüência, a aquisição de medições precisas pode ser um desafio ^15. Por exemplo, overtraining no rotarod pode levar a camundongos intencionalmente pulando as buchas durante os períodos de aclimatação e de ensaio, enquanto overtraining na trave podem levar a parada mais freqüentes (comportamento …

Materials

Rotarod	IITC Life Science Inc.	#755	"Rat dowels" = 70 mm diameter. Do not allow ethanol contact perspex.
iPhone	Apple		Can use any type of camera (e.g. Logitech webcam described above). Velcro fixed to the back surface for attachment to the the 3D articulated arm.
3D articulated arm	Fisso/Baitella	Classic 3300-28	Any type of stable vertical stand would be adequate. Velcro is fixed to the apical end of the arm for iPhone attachment.
Wooden walking beam: 1m long strip of smooth wood with a circular cross-section of 14 mm diameter			A range of diameters and cross section shapes can be used to suit experimental parameters
Wooden goal box (130 x 140 x 220 mm) made from 11 mm thick boards
Support stand made of 41 x 41 mm beams: 2 vertical beams 525 and 590 mm from ground at the start and goal ends respectively; 803 mm horizontal beam that runs along the ground directly under the walking beam; two 20 mm long beams act as "feet", joining the horizontal and vertical beams at each end; a 21 x 21 x 36 mm block hewn at the apical end of the "starting" vertical beam; a 13 x 13 mm aperture cut out of the centre of this block, forming a tunnel which runs perpendicular to the walking beam.			Brace all joins with small steel brackets.
Adjustible metal ring (13 mm wide)			Pass this through the aperture in the block, pass the starting end of the balance beam through this ring and tighten until the beam is firmly in place.
Black paint (water based)	Handycan	Acrylic Matt Black	2-3 coats for all wooden surfaces of the balance beam apparatus
Clear finish	Wattle Estapol	Polyurethane Matt	Single coat for all beams. Double coat for all other surfaces of the balance beam apparatus
Foam, packaging material			To cushion any falls from the balance beam
Electrical tape			Fix webcam to roof.
70% Ethanol, paper towels			Clean beam and goal box between each animal.
Gauze pads/paper towels			To line the floor of the goal box
Mouse house (from home cage)